CN102498302B - 紧固件及利用该紧固件的组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紧固件(10、100、200)。该紧固件(10、100、200)包括：壳体(12、202)，其中壳体(12、202)形成壳体腔室(28、210)，其中壳体腔室(28、210)包括至少一个凹槽(32、214a、214b)；支撑架(16、206)至少部分地设置在壳体腔室(28、210)内，其中支撑架(16、206)的外表面(246)与形成壳体腔室(28、210)的壳体(12、202)的内表面(212)间隔开，其中支撑架(16、206)限定出支撑架腔室(34、216)和与至少一个凹槽(32、214、214a、214b)对准的多个通道(38、220、220a、220b)；至少部分地保持在多个通道(38、220、220a、220b)内的多个保持构件(14、204、204a、204b)；和至少部分地设置在支撑架腔室(34、216)中的柱塞(18、208)，其中柱塞(18、208)可至少部分地在支撑架腔室(34、216)内在第一位置与第二位置之间运动，在第一位置中，使得一个或多个保持构件(14、204、204a、204b)径向向外移位，从而将壳体(12、202)机械联接到支撑架(16、206)，在第二位置中，允许一个或多个保持构件(14、204、204a、204b)径向向内移位，从而允许壳体(12、202)与支撑架(16、206)脱开联接。

Description

紧固件及利用该紧固件的组件
相关申请
本发明是于2007年8月31提交的序列号为11/848,917的申请的部分继续申请，该部分继续申请的内容通过引用结合于本文。
技术领域
本发明涉及紧固件，更特别地涉及快速脱开紧固件以及利用该紧固件的组件。
背景技术
紧固件在本领域中是已知的并且通常用于将两个或更多个物品连接在一起。常用的紧固件可包括例如螺钉、螺栓和螺母（即，在本领域中更通常地总体称为“螺纹紧固件”），
Figure GDA00003595284500011
（即，在本领域中更通常地总体称为“钩环紧固件”），或者其它更复杂的机械装置和联接件。
尽管对大多数应用场合是足够的，但本领域需要一种改进的紧固件，该改进的紧固件允许使用者将两个或多个物品快速且方便地连接以及随后脱开连接。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种紧固件，所述紧固件包括：壳体，其中所述壳体形成壳体腔室，其中所述壳体腔室包括至少一个凹槽；支撑架，所述支撑架至少部分地设置在所述壳体腔室中，其中所述支撑架的外表面与形成所述壳体腔室的壳体的内表面间隔开，其中所述支撑架限定出支撑架腔室，和与所述至少一个凹槽对准的多个通道；多个保持构件，所述多个保持构件至少部分地保持在所述多个通道内；和柱塞，所述柱塞至少部分地设置在所述支撑架腔室内，其中所述柱塞能至少部分地在第一位置与第二位置之间在所述支撑架腔室内运动，在所述第一位置，使得所述多个保持构件径向向外移位，从而将所述壳体机械联接到所述支撑架，和在所述第二位置，允许所述多个保持构件径向向内移位，从而允许所述壳体与所述支撑架脱开联接。
本发明提供了一种紧固件，所述紧固件包括：壳体，其中所述壳体形成壳体腔室，其中所述壳体腔室包括至少一个凹槽；支撑架，所述支撑架至少部分地设置在所述壳体腔室中，其中所述支撑架的外表面与形成所述壳体腔室的所述壳体的内表面间隔开，其中所述支撑架限定出支撑架腔室和与所述至少一个凹槽对准的多个通道；多个保持构件，所述多个保持构件至少部分地保持在所述多个通道内；和柱塞，所述柱塞至少部分地设置在所述支撑架腔室中，其中所述柱塞能至少部分地在所述支撑架腔室内在第一位置与第二位置之间运动，在所述第一位置，使得所述多个保持构件径向向外移位，从而将所述壳体机械联接到所述支撑架，在所述第二位置，允许所述多个保持构件径向向内移位，从而允许所述壳体与所述支撑架脱开联接，其中所述至少一个凹槽包括间隔开一轴向距离的第一凹槽和第二凹槽，其中所述多个通道包括也间隔开所述轴向距离的第一组周向通道和第二组周向通道，其中所述多个保持构件包括第一组保持构件和第二组保持构件,其中所述第一组保持构件设置在所述第一组周向通道内，其中所述第二组保持构件设置在所述第二组周向通道内，其中布置在所述第一组周向通道内的所述第一组保持构件与所述第一凹槽对准，以选择性地与所述第一凹槽连通，其中布置在所述第二组周向通道内的所述第二组保持构件与所述第二凹槽对准，以选择性地与所述第二凹槽连通。
所述紧固件允许使用者将两个或多个物品快速且方便地连接以及随后脱开连接。
附图说明
现将参考附图通过举例的方式对本发明进行描述，附图中：
图1是根据本发明的一个示例性实施例的紧固件的分解等轴测视图；
图2A是根据本发明的一个示例性实施例的图1中的紧固件处于不连接的完全分离状态的剖视图；
图2B是根据本发明的一个示例性实施例的图1中的紧固件处于不连接的部分分离状态的剖视图；
图2C是根据本发明的一个示例性实施例的图1中的紧固件处于连接的完全接合状态的剖视图；
图3A是根据本发明的一个示例性实施例的紧固件处于不连接状态的剖视图；
图3B是根据本发明的一个示例性实施例的紧固件处于连接状态的剖视图；
图4A是由根据本发明的示例性实施例的紧固件连接而成的组件的等轴测视图；
图4B是由根据本发明的示例性实施例的紧固件连接而成的组件的等轴测视图；
图4C是由根据本发明的示例性实施例的紧固件连接而成的组件的等轴测视图；
图5A是由根据本发明的示例性实施例的图4A中的组件处于不连接状态的剖视图；
图5B是处于连接状态的组件依照图4A中的线5B-5B的剖视图；
图6是根据本发明的一个示例性实施例的紧固件的分解等轴测视图；
图7是根据本发明的一个示例性实施例的图6中的紧固件处于不连接的完全分离状态的剖视图；
图8是根据本发明的一个示例性实施例的图6中的紧固件处于不连接的部分分离状态的剖视图；
图9是根据本发明的一个示例性实施例的图8中的紧固件依照线9-9的剖视图；
图10是根据本发明的一个示例性实施例的图8中的紧固件依照线10-10的剖视图；
图11是根据本发明的一个示例性实施例的图6中的紧固件处于连接的完全接合状态的剖视图；
图12是根据本发明的一个示例性实施例的图11中的紧固件依照线12-12的剖视图；
图13是根据本发明的一个示例性实施例的图11中的紧固件依照线13-13的剖视图；
图14A示出了多个器具和手柄主体，各包括根据本发明的一个实施例的图6中的紧固件的一部分；
图14B示出了选自图14A的多个器具和手柄主体的一个器具；
图14C示出了绕手柄主体布置的选定器具，其中紧固件以第一未锁闭的方位布置；
图14D示出了绕手柄主体布置的选定器具，其中紧固件以第二锁闭方位布置，用于将选定器具附连到手柄主体。
具体实施方式
附图示出了根据本发明实施例的紧固件及利用该紧固件的组件的示例性实施例。基于前面的描述，通常应理解的是，在此所使用的术语仅仅是为方便起见，并且用来描述本发明的术语应当由本领域普通技术人员给出最宽泛的含义。
参考图1-图2C，根据一个实施例，紧固件总体以10标示。在一个实施例中，紧固件10总体包括例如壳体12、一个或多个保持构件14（诸如大致球形的保持构件14）、支撑架（cage）16和柱塞18。如在下文中更详细地解释的，柱塞18沿纵向轴线A-A的轴向运动导致保持构件14相对轴线A-A径向运动，以实现壳体12与支撑架16的互锁（参见例如图2C）或解锁（参见例如图2B）。
在一个实施例中，壳体12可被连接到器具I（图2A-图2C,图4A-图5B）。在一个实施例中，支撑架16可附接到动力单元P（图2A-图2C,图4A-图5B）。然而，应当意识到，在一个实施例中，由于壳体12附接到动力单元P且球式支撑架可附接到器具I，可出现相反的情况。
根据一个实施例，壳体12/支撑架16组件可通过任何期望的紧固方法（例如焊接或通过螺纹紧固件T）附接到器具I/动力单元P。如在图1-图2C中看到的，壳体12可包括环形端部20，而支撑架16也可包括环形端部22，每个环形端部具有相应的螺纹通道24,26，以用于接纳螺纹紧固件T。尽管公开的是螺纹紧固件T，但应当意识到其它紧固件（例如铆钉、焊接或类似物）也可用来将壳体12/支撑架16附接到器具I/动力单元P。
参见图1，壳体12可包括腔室28，该腔室用于接纳支撑架16的至少一部分。壳体腔室28通常通过具有表面30的大致圆筒形的孔限定。如从图2A中看到，表面30被限定成包括凹槽32（其可是单个孔、一系列间隔开的孔或连续的环形凹槽），该凹槽用于部分地接纳一个或多个保持构件14。尽管图1-图3B示出了两个保持构件（彼此间隔开180°），应当想到可使用一个或多个保持构件。例如，使用三个等距间隔开的保持构件14（即间隔开120°）具有使保持构件14的数目最小化的优点，这允许柱塞18在腔室28内对中。
参考图1，支撑架16还可包括腔室34，该腔室用于接纳柱塞18的至少一部分。腔室34在下文中称为支撑架腔室34。在一个实施例中，支撑架腔室34总体可由具有表面36的大致圆筒形的孔限定。
在一个实施例中，支撑架16还可包括总体用38标示的用于部分地接纳一个或多个保持构件14的一条或多条通道。保持构件14显示为球形构件（例如，钢球轴承），但应想到有等同功能的其它几何结构（诸如销钉等）。通道38可至少部分地包括径向通道部。在一个实施例中，如在图2A-图2C中看到的，一条或多条通道38可包括总体用40标示的制动部，当支撑架16从壳体腔室28移出时，用于部分地将一个或多个保持构件14限制在一条或多条通道38附近。用于将保持构件14限制在支撑架16内的其它装置对本领域技术人员来说是公知的。
参考图1，柱塞18可包括大致圆柱形的主体，其尺寸适于至少部分地放置在支撑架腔室34内。在一个实施例中，柱塞18可包括第一轴向端部42、第二轴向端部44以及位于第一轴向端部42与第二轴向端部44之间的侧表面46。
第一轴向端部42还可包括第一开口48，该第一开口从侧表面46延伸到接近第一端部42的中心区域，紧固件10的中心轴线A-A将另外地穿过或延伸通过该中心区域。第一开口48限定出形成于柱塞18中的通道50，根据一个实施例，该通道呈狭缝形状，允许总体用S标示的线缆、线、细绳或类似物轴向通过。
参见图1，柱塞18包括形成于侧表面46中的第二开口52，其限定出形成于柱塞18中的允许附接到线缆S的端部的锚固件AN通过的通道54。通道54可至少部分地具有径向部，而且通道50可部分地具有轴向部。在一个实施例中，轴向通道50和径向通道54彼此流体连通，从而在将锚固件AN放置在径向通道54中时，从锚固件AN延伸出来的线缆S可从柱塞18轴向延伸出并通过轴向通道50。将线缆附接到一构件的其它手段（诸如压接、胶粘、螺接等等）对本领域技术人员来说是公知的，不必要求是锚固件AN。
参考图1至图2C，柱塞18的侧表面46被限定成包括若干表面56-64。在一个实施例中，侧表面46包括用于定位和保持推压构件66的颈部表面部分56和用于形成用于推压构件66的反作用面的肩部表面部分58。推压构件66的一部分可推压抵靠表面58。推压构件66可是任何已知的推压机构，诸如螺旋弹簧、气缸、可压缩体（例如橡胶）或类似物。如果推压构件66是螺旋弹簧，弹簧构件66的盘圈可绕颈部表面部分56同心地布置，而肩部表面部分58可提供用于弹簧构件66的端部盘圈的就位表面。
柱塞18的侧表面46还可包括第一保持构件接合表面60。在一个实施例中，第一保持构件接合表面60限定出柱塞18的具有第一直径D1（参见图2A）的轴向部段。当柱塞18设置在支撑架16中时，第一保持构件接合表面60在一个实施例中可接触支撑架腔室34的表面36，或者在一个实施例中定位成充分靠近支撑架腔室34的表面36。
柱塞18的侧表面46还可包括第二保持构件接合表面62。在一个实施例中，第二保持构件接合表面62限定出柱塞18的具有第二直径D2（参见例如图2A）的轴向部段，第二直径D2小于第一直径D1。
柱塞18的侧表面46还可包括位于第一保持构件接合表面60与第二保持构件接合表面62之间的中间保持构件接合表面64。中间保持构件接合表面64没有限定出柱塞18的具有恒定直径（例如与直径D1、D2相关）的轴向平行部段，而是限定出倾斜的或斜坡形的表面（例如截头圆锥形表面）。
尽管柱塞18被描述成包括具有恒定和非恒定直径的轴向部段的保持构件接合表面60-64，应当意识到柱塞18不限于上面公开的构造。例如，在一个实施例中，中间保持构件接合表面64不限于限定出柱塞18具有截头圆锥形轴向部段；例如，在一个可替代实施例中，中间保持构件接合表面64可限定柱塞18具有非圆锥形轴向部段（例如凹形部段或凸形部段）。
参考图1，紧固件10可包括插塞构件68。插塞构件68可至少部分的设置在支撑架腔室34内。插塞构件68可形成用于推压构件66的反作用面。在一个实施例中，插塞构件68可包括外螺纹表面70，该外螺纹表面与形成于支撑架腔室34的表面36中的螺纹表面72螺纹配合。插塞构件68还包括允许线缆S轴向通过的轴向通道74。
在将保持构件14、柱塞18、推压构件66和插塞构件68设置在支撑架16中时，一个或多个保持构件14的径向运动可通过使柱塞18在支撑架腔室34内轴向运动来提供。在一个实施例中，由支撑架16径向保持的一个或多保持构件14将在任何给定的时间接触第一、第二和中间保持构件接合表面60-64中的至少一个，并且由于直径之间的差异和由表面60-64限定的柱塞18的轴向部段的截头圆锥形状，该一个或多个保持构件14可沿与一个或多个保持构件14接触的特定表面60-64径向移位。
例如，当沿箭头X方向（参见例如图2A）拉动线缆S时，柱塞18的第一端部42定位成充分地靠近插塞构件68，使得推压构件66被压缩，并且一个或多个保持构件14不再被径向向外偏压并且它们径向向内自由运动以接触第二保持构件接合表面62。因为第二保持构件接合表面62具有小于直径D1的直径D2，当从壳体12的腔室28取出支撑架16时，该一个或多个保持构件14将径向向内位移。
在另一个例子中，当线缆S被松开时，推压构件66使柱塞18沿箭头X'（与箭头X相反）的方向轴向运动离开插塞构件68，使得一个或多个保持构件14接触中间保持构件接合表面64并且沿着中间保持构件接合表面64径向向外承靠。因此，由于中间保持构件接合表面64在表面64的每个轴向部段处具有比直径D2大的直径，所以一个或多个保持构件14径向向外位移（离开轴线A-A）。
现在参考图2C，当推压构件66使柱塞18运动甚至进一步离开插塞构件68时，柱塞18的第二端部44接触支撑架腔室34的底表面76，以使得一个或多个保持构件14于是可接触柱塞18的第一保持构件接合表面60。因为保持构件接合表面60具有比第二和中间保持构件接合表面62，64的直径大的直径D1，与一个或多个保持构件14接触第二或中间保持构件接合表面62，64时相比，一个或多个保持构件14可被进一步径向偏压离开轴线A-A。
如在图2C中看到的，当具有一个或多个保持构件14、柱塞18和插塞68的支撑架16设置在壳体腔室28中时，一个或多个保持构件14可与形成于壳体腔室28表面30中的凹槽32径向对准。因此，当柱塞18如上所述轴向运动时，一个或多个保持构件14的径向移位可允许该一个或多个保持构件14与凹槽32选择性地径向连通。
例如，当一个或多个保持构件14接触柱塞18的第一接合表面60时，一个或多个保持构件14可相对轴线A-A径向向外移位以接合凹槽32并因此与壳体12接触。因为一个或多个保持构件14通常被设置在支撑架16的一个或多个径向通道38内，并且因为一个或多个保持构件14可至少部分地接合凹槽32从而接触壳体12，所以，一个或多个保持构件14相对于壳体12和支撑架16的径向向外定位的最终结果引起壳体12和支撑架16的锁定/联接。相反，当一个或多个保持构件14接触柱塞18的第二接合表面62时（参见例如图2A和图2B），一个或多个保持构件14是自由的以相对于轴线A-A径向向内移位；因而，当一个或多个保持构件14径向向内移位时，一个或多个保持构件14从凹槽32脱离，并因此不再接触壳体12，从而引起壳体12和支撑架16的解锁/脱开联接。因此，柱塞18的转化成一个或多个保持构件14相对于轴线A-A的径向运动的轴向运动使得物品（例如器具I和动力单元P）快速且方便的连接和断开连接，该物品的壳体12和支撑架16通过例如螺纹紧固件T附接。
参考图3A和图3B，示出了根据一个实施例的总体用100标示的紧固件。除了代替线缆S和锚固件AN的电磁驱动机构102之外，紧固件100基本类似于紧固件10。如所示的，当电流被施加给电磁驱动机构102时，从电磁驱动机构102延伸出来的机械联接器104将柱塞18轴向拉向插塞构件68（参见例如图3A）。相反，当没有电流施加给电磁驱动机构102时，推压构件66使柱塞18轴向运动朝向支撑架腔室34的底表面76（参见例如图3B）。
参见图4A至图4C，动力单元P被限定成通常包括由轮子W支承的一体式原动机M和手柄H。器具I可包括任何期望的装置，包括例如割草机L（图4A）、耕作机具T（图4B）、扫雪机ST（图4C）或类似物。
如在图5A和图5B中看到的，原动机M可被机械联接到器具I，以驱动器具I的叶片B、工作构件或类似物。如果需要的话，柱塞18的运动可通过位于手柄H上/手柄H附近的控制器C来启动。因此，在一个实施例中，控制器C的这种致动可牵拉/松开线缆S。在另一个实施例中，控制器C的这种致动可向电磁驱动机构102提供电流。然而，应当意识到，控制器C不限于牵拉线缆S，或者启动电磁驱动机构102，控制器C可与能使柱塞18产生轴向运动的任何期望的紧固件结构对接。
旋转联接器C,C’由凹部C和凸部C’构成。联接器C,C’由一个或多个可转动支承件或类似物（未示出）可转动地支承，使两个联接器半部C,C’都自由转动。联接器C’被联接到由发动机M驱动的动力输出轴，并将来自联接器C’的旋转能量通过联接器C最终结合到器具I。联接器半部C,C’具有互补的几何形状（例如C具有正方形的凹形插口而C’成形为适合配合地容纳在正方形的凹形插口C’内的正方形的凸形构件）。当器具I与动力单元P接触时，这些互补的几何形状允许联接器C,C’操作地相互接合（即传递旋转动力）。
参考图6至图13，根据一个实施例的紧固件总体用200示出。如上文中对紧固件10的描述类似地，在一个实施例中，紧固件200通常包括例如壳体202、多个保持构件204（例如大致球形的保持构件204）、支撑架206和柱塞208。如将在下文中更详细地解释，柱塞208根据箭头X/X'之一的方向沿纵向轴线A-A的轴向运动引起保持构件204相对于轴线A-A的径向运动，以实现壳体202和支撑架206的互锁（参见例如图11-13）或解锁（参见例如图8-10）。
参见图7，壳体202包括用于接纳支撑架206的至少一部分的腔室210。壳体腔室210通常由内表面212形成的大致圆筒形的孔限定。在一个实施例中，内表面212形成第一环形凹槽214a和第二环形凹槽214b，用于部分接纳多个保持构件204。在一个实施例中，第一环形凹槽214a和第二环形凹槽214b彼此轴向间隔开一轴向距离AD1。
还参见图7，在一个实施例中，紧固件200的多个保持构件204按第一组204a和第二组204b布置。在一个实施例中，保持构件204的第一组204a和第二组204b中的每个保持构件204的最外表面也至少间隔开轴向距离AD1。
在一个实施例中，当支撑架206被插入壳体腔室210中时，多个保持构件204的第一组204a对应于第一环形凹槽214a（参见例如图8、图11），而多个保持构件204的第二组204b对应于第二环形凹槽214b（参见例如图8、图11）。另外，在一个实施例中，应当意识到，尽管图6-13示出了第一组204a和第二组204b中的每一组包括三个保持构件204（如图9-10和图12-13所示，彼此间隔开大约等于120°的θa,θb角度），可想到组204a,204b中的每一组可包括三个以上的保持构件204；例如，在一个实施例中，组204a,204b中的每一组可使用四个、五个、六个或者更多个等距分隔开的保持构件204（即彼此间隔开大约等于90°、72°或60°的θa,θb角度），以进一步确保支撑架206在壳体腔室210内严格对中。
参见图7，支撑架206还可包括用于接纳柱塞208的至少一部分的腔室216。腔室216在下文中称为支撑架腔室216。在一个实施例中，支撑架腔室216总体由表面218形成的大致圆筒形的孔限定。
在一个实施例中，支撑架206还可包括总体用220标示的一条或多条通道，用于部分地接纳多个保持构件204。通道220可至少部分包括径向通道部。在一个实施例中，一条或多条通道220可包括总体用222标示的保持部，当支撑架206从壳体腔室210移出时，用于部分地将多个保持构件204保持在一条或多条通道220附近。用于将保持构件204保持在支撑架206内的其它机构对本领域技术人员来说是公知的。
在一个实施例中，通道220形成在支撑架206中，以进一步限定出以轴向距离AD1彼此间隔开的第一组周向通道220a和第二组周向通道220b。在一个实施例中，第一组周向通道220a与多个保持构件204的第一组204a以及第一环形凹槽214a相关联。在一个实施例中，第二组周向通道220b与多个保持构件204的第二组204b以及第二环形凹槽214b相关联。
一旦保持构件204的第一组204a和第二组204b布置在通道220的第一组周向通道220a和第二组周向通道220b内并且至少间隔开轴向距离AD1，则第一组204a的每个保持构件204的中心与第二组204b的每个保持构件204的中心轴向间隔开以在两者之间限定出轴向距离AD2。如在上文中详细描述的，轴向距离AD2允许多个保持构件204的第一组204a和第二组204b提供一对周向的、轴向间隔开的支承部，使得在壳体202与支撑架206之间可形成间隙/间隔（根据例如在图11中示出的径向距离d2）。在一个实施例中，间隙/间隔导致这样的配置，即支撑架206的外表面246靠近但不邻接壳体腔室210的内表面212布置；因此，当支撑架206被引入壳体202时，多个保持构件204的最外表面将承受施加到紧固件200的大致所有载荷，从而几乎没有载荷从支撑架206的外表面246和壳体腔室210的内表面212直接传递出来或者直接传递到支撑架206的外表面246和壳体腔室210的内表面212。
参考图9-10和图12-13，第一组周向通道220a的每个通道220在角度上以角度θa彼此间隔开，而在一个实施例中，第二组周向通道220b的每个通道220在角度上以角度θb彼此间隔开。因此，当多个保持构件204布置在通道220中时，多个保持构件204在角度上以由第一组周向通道220a和第二组周向通道220b决定的角度θa和θb间隔开。
参考图10和图13，应当意识到，第一组周向通道220a和第二组周向通道220b中每一组的通道220不是必须成形为具有沿支撑架206的长度以相同角度间隔开的方位。例如，在一个实施例中，第一组周向通道220a与第二组周向通道220b在角度上间隔开的配置可在周向上偏离大约等于θ的角度。
在一个实施例中，角度θa和θb可均大约等于120°，角度θ可大约等于60°。因此，因为支撑架206的所示实施例包括以角度θ偏离的第一组周向通道220a和第二组周向通道220b，该角度θ大约等于角度θa和θb中每一个限定的角度的一半，多个保持构件204可以为支撑架206内的柱塞208提供基本相等的但相对的支承。
参考图6至图7，柱塞208可包括大致圆柱形的主体，其尺寸适于至少部分地设置在支撑架腔室216内。在一个实施例中，柱塞208可包括第一轴向端部224、第二轴向端部226以及位于第一轴向端部224与第二轴向端部226之间的侧表面228。
第一轴向端部224还可包括轴向端部表面230。第二轴向端部226包括轴向延伸到柱塞208中的通道232。在一个实施例中，通道232接纳插入柱塞208中的致动杆R，这在上面的公开内容中进行了更详细的描述。
进一步参考图6-图7，柱塞208的侧表面228被限定成包括若干表面60-64，它们在功能上类似于上面描述的紧固件10的表面60-64；因此，与紧固件200有关的表面60-64的进一步描述在此不再赘述。然而，应当意识到，侧表面228包括第一表面部分234a和第二表面部分234b，均包括表面60-64。在一个实施例中，第一表面部分234a与多个保持构件204的第一组204a相关联，第二表面部分234b与多个保持构件204的第二组204b相关联。
在一个实施例中，轴向端部表面230用作用于推压构件236的反作用面。推压构件236的一部分可推压抵靠在轴向端部表面230上。在一个实施例中，推压构件236可是任何已知的推压机构，例如螺旋弹簧、气缸、可压缩体（例如橡胶）或类似物。
参考图6-图7，紧固件200还可包括插塞构件238。插塞构件238可至少部分地设置在支撑架腔室216内，用于将柱塞208和推压构件236保持在支撑架腔室216内。插塞构件238包括轴向端部表面240，该轴向端部表面提供用于推压构件236的反作用面。在一个实施例中，插塞构件238可包括外螺纹表面242，该外螺纹表面与形成于支撑架腔室216表面218中的螺纹表面244螺纹配合。
在将保持构件204、柱塞208、推压构件236和插塞构件238设置在支撑架206中时，多个保持构件204的径向运动可通过使柱塞208在支撑架腔室216内轴向运动来提供。在一个实施例中，通过支撑架206径向保持的多个保持构件204在任何给定的时间接触第一、第二和中间保持构件接合表面60-64中的至少一个，并且如上文中对紧固件10的描述，由于直径之间的差异和由表面60-64限定的柱塞208的轴向部段的截头圆锥形状，多个保持构件204可在柱塞208沿箭头X/X'的方向之一运动时径向移位。
在一个实施例中，支撑架206的外表面246还限定出与支撑架206外接的环形部248。在一个实施例中，环形部248包括第一肩部表面250，该第一肩部表面具有接纳密封件254的凹槽252。在一个实施例中，外表面246还限定出与第一肩部表面250间隔开的斜面256。在一个实施例中，支撑架206的第一肩部表面250与第一轴向端部258间隔开一轴向距离AD3。
在一个实施例中，壳体202还可包括靠近壳体202的第一轴向端部262穿过壳体202的销钉构件260。在一个实施例中，壳体202还可包括靠近该壳体202的第一轴向端部262设置的端盖264。在一个实施例中，壳体腔室210可从第二轴向端部266到靠近销钉构件260的第一轴向端部262地延伸到壳体202中。
在一个实施例中，壳体腔室210延伸到壳体202中的距离可大约等于支撑架206的第一肩部表面250与第一轴向端部258之间的轴向距离AD3。另外，在一个实施例中，限定出壳体腔室210的内表面212大致对应于位于第一肩部表面250与第一轴向端部258之间的支撑架206的外表面246，使得当第一肩部表面250邻接靠近壳体202的第二轴向端部266的轴向端部表面268设置时，支撑架206的外表面246靠近但不邻接（参见例如图8和图11）壳体腔室210的内表面212。
参考图8-10，支撑架206显示为布置在壳体腔室210内。另外，如在图8-10中看到的，致动杆R已经按照箭头X方向运动，用于压缩推压构件236，同时还允许多个保持构件204径向向内运动，使得所述多个保持构件204不与由壳体202的内表面212形成的第一环形凹槽214a和第二凹槽214b接触或接合；因而，壳体202和支撑架206被认为是处于解锁或未闭锁状态/方位。相反，如图11-13所示，致动杆R松开和/或推压构件236克服施加到致动杆R上的偏压力，使得致动杆R按照箭头X'的方向运动，用于引起多个保持构件204径向向外运动，使得多个保持构件204与由壳体202的内表面212形成的第一环形凹槽214a和第二凹槽214b接触或接合，因而，壳体202和支撑架206被认为是处于锁定或闭锁状态/方位。
应意识到，对于保持构件204和开口220，在此所描述的任何紧固件10、100、200可包括三个或更多个如上所述的保持构件和开口。另外，还应当意识到，紧固件10、100、200还可成形为按照径向距离d1，d2（参见例如图8和图11）等等在柱塞208与支撑架206之间（参见d1）以及在壳体202与支撑架206之间（参见d2）限定出间隙/间隔。
在一个实施例中，如上所述，径向距离d2可进一步表征为在支撑架206的外表面246与壳体腔室210的内表面212之间的距离/间隔。d2可沿着腔室210的轴向长度237连续延伸。d2还可连续地成360°角度地延伸（即θ=360°）。d2可沿轴向长度237或θ具有固定距离，或者d2可沿轴向长度237或θ（在上、下范围界限之间）变化。在一个实施例中，径向距离d2可在大约0.005英寸至0.500英寸之间的范围内。可替代地，在一个实施例中，径向距离d2可大约等于并且在大约0.015英寸至0.100英寸的范围内。可替代地，在一个实施例中，径向距离d2可在大约0.020英寸至0.200英寸的范围内。或者，在一个实施例中，径向距离d2可在大约0.050英寸至0.150英寸的范围内。
在一个实施例中，径向距离d2可在另外允许外表面246和内表面212的接触/接合的支撑架206与壳体202的充分紧密/摩擦配合连接方面提供多个优点。例如，如果支撑架206和壳体202中的一个或多个包括可能生锈的材料，则与紧密/摩擦配合连接相关的精密公差可另外地防止支撑架206插入壳体腔室210中。另外，如果例如紧固件200暴露于外界环境中，该外界环境包括污垢、灰尘、尘垢或其它污染物，位于外表面246或内表面212上的污垢、灰尘、尘垢或其它污染物的痕量（trace amount）可能干扰支撑架206插入壳体腔室210中。因此，应当意识到径向距离d2通过减小外表面246接合内表面212的可能性，可能引起增大确保支撑架206和壳体202的一致的且可重复的连接的可能性。
另外，应当意识到尽管径向距离d2提供上面描述的若干益处，但在不提供至少一对轴向间隔开的周向轴承部（通过如多个保持构件204的第一组204a和第二组204b限定的轴向距离AD2来实现）的情况下不可能实现这些益处。例如，如果紧固件200仅包括第一组204a和第二组204b中的一组保持构件，则在壳体202和支撑架206周围将引入一定量的不期望的溢出（slop）。例如，如果想要设计/提供具有径向距离d2的紧固件200，而仅提供所述多个保持构件204的第一组204a和第二组204b中的一组，由于一组204a/204b将提供单个周向轴承部平面这样的事实，将允许壳体202（不期望地）绕支撑架206轻微枢转（即“跷跷板”）；因而，应意识到，通过提供至少一对轴向间隔开的周向轴承部，建立两个间隔开的支承平面并且使任何溢出被最小化或消除，同时还增加了紧固件200的刚性。因此，如果为紧固件200设置径向距离d2，则至少一对轴向间隔开的周向轴承部提供隔开功能的优点。
现在参考图14A，示出了紧固件200与根据本发明的一个实施例的总体用300标示的工具-器具系统。在一个实施例中，器具系统300的“工具”包括手持工具，并且在一个实施例中，手持工具包括总体用H标示的手柄。在一个实施例中，器具系统300包括多个器具I，该多个器具包括器具I1-I3。在一个实施例中，紧固件200用来将手柄H连接到多个器具I中的一个器具I1-I3。
在一个实施例中，器具I1包括耙头。在一个实施例中，器具I2包括锄头。在一个实施例中，器具I3包括铲头。尽管上面描述的三种器具I1-I3包括耙头、锄头和铲头，应当意识到多个器具I并不限于包括耙头、锄头和铲头，所述多个器具I可包括任何期望的器具。
另外，应当意识到，多个器具I不限于包括花园/庭院用工具的器具I1-I3，多个器具I可包括任何期望的特征、功能或用途。在一个实施例中，可替代的器具可包括涂漆器具，例如滚刷。
还应当意识到，多个器具I还不限于包括工作器具。例如，多个器具I还涉及运动设施。在一个实施例中，如果多个器具I涉及运动设施，则所述多个器具I可包括例如：多个曲棍球棒击球板，各曲棍球棒击球板具有不同的曲线（例如，从没有弯曲到用于允许使用者选择性地控制冰球在冰面上的向空中发射（lofting）能力的突然弯曲）。可替代地，多个器具I包括多个长曲棍球棒头，各长曲棍球棒头具有对于结网/发射绳或类似物（即，当球由长曲棍球棒头碰到/被长曲棍球棒头发射出时，用于控制球的方向）不同的编织图案。因而，应当意识到，多个器具I并不限于包括要被附接到手柄H上的特定器具I。
另外，应当意识到，尽管所述多个器具I被显示为能够附接到手柄H，但应当意识到器具系统300的“工具”并不限于手动用具、手柄H或类似物，而且“工具”可包括不一定要用人的手来抓持的任何期望的主体或类似物。在一个实施例中，器具系统300的“工具”部分可包括例如可穿到人脚上的长筒靴，而且所述器具可包括例如滑雪橇、滑雪板或类似物。因而，应当意识到，“工具”本身不限于手柄H或类似物，并且紧固件200可将任何期望的“工具”连接到任何期望的器具I。
如在图14A中看到的，每个器具I1-I3包括具有腔室304的容座302，该腔室用于将紧固件200的壳体202容纳于其中。在一个实施例中，容座302和壳体202中的每一个包括相互对准的径向通道306、308。在一个实施例中，铆钉310或类似物被插入径向通道306、308中，以用于将壳体202与容座302附连。尽管径向通道306、308和铆钉310被显示为用于将壳体202与容座302附接，但应当意识到，壳体202与容座302的附接并不限于上面讨论的设计，壳体202和容座302可通过任何期望的连接方式（包括例如焊接连接、粘接或类似连接方式）进行附接。
参考图14A，手柄H显示为相对于支撑架206。在一个实施例中，手柄H包括腔室312。在一个实施例中，支撑架206被插入腔室312内，用于将支撑架206连接到手柄H；在一个实施例中，支撑架206可通过任何期望的方法/手段（包括例如粘接、焊接、摩擦配合连接等）连接到手柄H。在一个实施例中，在将支撑架206完全设置在手柄H中时，手柄H的第一端部314邻接环形部248的第二肩部表面316布置。在一个实施例中，在将支撑架206插入手柄H中时，支撑架206的外表面246邻接限定出腔室312的内表面318布置。
如在图14A中看到的，致动杆R延伸穿过形成于手柄H中的孔320并从手柄H的第二端部322延伸出。在一个实施例中，致动杆R的从手柄H的第二端部322延伸出的部分可称为致动杆R的用户接近端324，以允许用户将致动杆R推入手柄H中。
在一个实施例中，当用户按压/接合用户接近端324并将致动杆R推入手柄H时，柱塞208按照箭头X的方向运动，以压缩推压构件236，同时还允许保持构件204被径向向内牵拉。另外，当用户没有接合用户接近端324/释放施加到用户接近端上的压力时，推压构件236可定位或返回其展开方位，使得柱塞208运动离开支撑架206的第一轴向端部258，从而所述保持构件204位于径向向外的方位。
参考图14B，在一个实施例中，用户可从多个器具I中选择器具I3附接到手柄H。如图14B所示，在将支撑架206插入壳体腔室210以将手柄H附接到器具I3之前，用户接合并随后压下致动杆R的用户接近端324，用于将保持构件204径向向内牵拉。
随着保持构件204被径向向内牵拉，支撑架206被插入壳体202的壳体腔室210中。参考图14C，一旦支撑架206被插入壳体腔室210中，用户可不再按下用户接近端324，使得推压构件236可使柱塞208按照箭头X'的方向运动，从而引起保持构件204径向向外移位，用于将支撑架206锁定/锁闭到壳体202，如图14D所示。因为支撑架206附连到手柄H，并且因为壳体202附连到器具I3，因此可以说器具I3按照图14D所示的保持构件204的方位附接到手柄H。
为了将器具I3从手柄H脱开，用户可随后按照箭头X的方向按下用户接近端324，以使保持构件204如图14C所示径向向内运动，使得器具I3可以说不再锁定/锁闭到手柄H。一旦支撑架206被从与器具I3相关联的壳体腔室210内抽出，则用户可根据需要将其它器具I1，I2之一附接到手柄H。
在一个实施例中，手柄H还可包括总体用326标示的帽、罩或类似物。帽326可选择性地放置在手柄H的第二端部322上或附接到手柄H的第二端部322，以便防止与致动杆R的用户接近端324的不期望接触，否则其可能导致多个器具I之一与手柄H的无意解锁/未闭锁。可替代地，手柄H不是包括帽326，而是可包括其它机械机构（例如保险锁），当用户接近端324被按下时，该机械机构能阻止或防止手柄H与器具I1-I3的无意解锁/未闭锁。
已经参考本发明的某些示例性实施例描述了本发明。然而，对本领域技术人员来说，除了上面描述的那些示例性实施例之外，以多种特殊形式来体现本发明是显而易见的。这可在不背离本发明精神的情况下完成。这些示例性实施例仅仅是说明性的并且不应当认为是限制性的。本发明的范围由后附的权利要求书以及它们的等同来限定，而不是通过前面的说明书来限定。

Claims (24)

1.一种紧固件（10、100、200），所述紧固件包括：
壳体（12、202），其中所述壳体（12、202）形成壳体腔室（28、210），其中所述壳体腔室（28、210）包括至少一个凹槽（32、214a、214b）；
支撑架（16、206），所述支撑架至少部分地设置在所述壳体腔室（28、210）中，其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）与形成所述壳体腔室（28、210）的壳体（12、202）的内表面（212）间隔开，其中所述支撑架（16、206）限定出
支撑架腔室（34、216），和
与所述至少一个凹槽（32、214、214a、214b）对准的多个通道（38、220、220a、220b）；
多个保持构件（14、204、204a、204b），所述多个保持构件至少部分地保持在所述多个通道（38、220、220a、220b）内；和
柱塞（18、208），所述柱塞至少部分地设置在所述支撑架腔室（34、216）内，其中所述柱塞（18、208）能至少部分地在第一位置与第二位置之间在所述支撑架腔室（34、216）内运动，
在所述第一位置，使得所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向外移位，从而将所述壳体（12、202）机械联接到所述支撑架（16、206），和
在所述第二位置，允许所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向内移位，从而允许所述壳体（12、202）与所述支撑架（16、206）脱开联接。
2.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述柱塞（18、208）包括第一轴向端部（42、224）、第二轴向端部（44、226）和位于所述第一和第二轴向端部（42、44、224、226）之间的侧表面（46、228），其中所述侧表面（46、228）包括：
第一保持构件接合表面（60），其中所述第一保持构件接合表面（60）限定出所述柱塞（18、208）的具有第一直径（D1）的第一轴向部段，
第二保持构件接合表面（62），其中所述第二保持构件接合表面（62）限定出所述柱塞（18、208）的具有第二直径（D2）的第二轴向部段，其中所述第二直径（D2）小于所述第一直径（D1），其中所述多个保持构件（14、204、204a、204b）与所述第一保持构件接合表面（60）的接触使得所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向外移位，其中所述多个保持构件（14、204、204a、204b）与所述第二保持构件接合表面（62）的接触允许所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向内移位。
3.根据权利要求2所述的紧固件（10、100、200），其中所述侧表面（46、228）包括位于所述第一保持构件接合表面（60）和第二保持构件接合表面（62）之间的中间保持构件接合表面（64），其中所述中间保持构件接合表面（64）限定出所述柱塞（18、208）的具有截头圆锥形状的第三轴向部段。
4.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述柱塞（18、208）完全容纳在所述支撑架腔室（34、216）内。
5.根据权利要求4所述的紧固件（10、100、200），所述紧固件还包括：
用于推压所述柱塞（18、208）的推压构件（66、236），其中所述推压构件（66、236）完全容纳在所述支撑架腔室（34、216）内。
6.根据权利要求5所述的紧固件（10、100、200），所述紧固件还包括：
包括外螺纹表面（70、242）的端塞（68、238），其中所述支撑架腔室（34、216）包括内螺纹表面（72、244），其中所述端塞（68、238）的外螺纹表面（70、242）与所述支撑架腔室（34、216）的内螺纹表面（72、244）螺纹接合，其中所述端塞（68、238）至少部分地封闭所述支撑架腔室（34、216）并且接触所述推压构件（66、236）。
7.根据权利要求6所述的紧固件（10、100、200），其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）与形成所述壳体腔室（28、210）的所述壳体（12、202）的内表面（212）形成间隔开的关系，所述间隔开的关系通过减小位于所述支撑架（16、206）与所述壳体（12、202）之间的污染物对支撑架（16、206）与壳体（12、202）连接造成干涉的可能性来确保在所述支撑架（16、206）与所述壳体（12、202）之间的一致且可重复的连接，所述支撑架（16、206）的外表面（246）接合所述壳体（12、202）的内表面（212）。
8.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），所述紧固件还包括：
连接到所述柱塞（18、208）的致动杆（R），其中所述致动杆（R）延伸穿过形成于所述支撑架（16、206）中的孔并且从所述支撑架（16、206）延伸出。
9.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述至少一个凹槽（32、214a、214b）包括间隔开一轴向距离（AD1）的第一凹槽（214a）和第二凹槽（214b），其中所述多个通道（38、220、220a、220b）包括也间隔开所述轴向距离（AD1）的第一组周向通道（220a）和第二组周向通道（220b），其中所述多个保持构件（14、204、204a、204b）包括第一组保持构件（204a）和第二组保持构件（204b）,其中所述第一组保持构件（204a）设置在所述第一组周向通道（220a）内，其中所述第二组保持构件（204b）设置在所述第二组周向通道（220b）内，其中布置在所述第一组周向通道（220a）内的所述第一组保持构件（204a）与所述第一凹槽（214a）对准，以选择性地与所述第一凹槽（214a）连通，其中布置在所述第二组周向通道（220b）内的所述第二组保持构件（204b）与所述第二凹槽（214b）对准，以选择性地与所述第二凹槽（214b）连通。
10.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）和所述壳体（12、202）的内表面（212）隔开的距离在0.005英寸与0.500英寸之间。
11.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）和所述壳体（12、202）的内表面（212）隔开的距离在0.020英寸与0.200英寸之间。
12.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）和所述壳体（12、202）的内表面（212）隔开的距离在0.050英寸与0.150英寸之间。
13.根据权利要求1所述的紧固件（10、100、200），其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）和所述壳体（12、202）的内表面（212）隔开的径向距离（d2）连续地沿着所述壳体腔室（210）的轴向长度能够介于0.005英寸与0.500英寸之间的范围内。
14.根据权利要求13所述的紧固件（10、100、200），其中径向距离（d2）连续地成360°角度地延伸。
15.一种紧固件（10、100、200），所述紧固件包括：
壳体（12、202），其中所述壳体（12、202）形成壳体腔室（28、210），其中所述壳体腔室（28、210）包括至少一个凹槽（32、214a、214b）；
支撑架（16、206），所述支撑架至少部分地设置在所述壳体腔室（28、210）中，其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）与形成所述壳体腔室（28、210）的所述壳体（12、202）的内表面（212）间隔开，其中所述支撑架（16、206）限定出支撑架腔室（34、216）和与所述至少一个凹槽（32、214a、214b）对准的多个通道（38、220、220a、220b）；
多个保持构件（14、204、204a、204b），所述多个保持构件至少部分地保持在所述多个通道（38、220、220a、220b）内；和
柱塞（18、208），所述柱塞至少部分地设置在所述支撑架腔室（34、216）中，其中所述柱塞（18、208）能至少部分地在所述支撑架腔室（34、216）内在第一位置与第二位置之间运动，在所述第一位置，使得所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向外移位，从而将所述壳体（12、202）机械联接到所述支撑架（16、206），在所述第二位置，允许所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向内移位，从而允许所述壳体（12、202）与所述支撑架（16、206）脱开联接，其中所述至少一个凹槽（32、214a、214b）包括间隔开一轴向距离（AD1）的第一凹槽（214a）和第二凹槽（214b），其中所述多个通道（38、220、220a、220b）包括也间隔开所述轴向距离（AD1）的第一组周向通道（220a）和第二组周向通道（220b），其中所述多个保持构件（14、204、204a、204b）包括第一组保持构件（204a）和第二组保持构件（204b）,其中所述第一组保持构件（204a）设置在所述第一组周向通道（220a）内，其中所述第二组保持构件（204b）设置在所述第二组周向通道（220b）内，其中布置在所述第一组周向通道（220a）内的所述第一组保持构件（204a）与所述第一凹槽（214a）对准，以选择性地与所述第一凹槽（214a）连通，其中布置在所述第二组周向通道（220b）内的所述第二组保持构件（204b）与所述第二凹槽（214b）对准，以选择性地与所述第二凹槽（214b）连通。
16.根据权利要求15所述的紧固件（10、100、200），其中所述柱塞（18、208）包括第一轴向端部（42、224）、第二轴向端部（44、226）和位于所述第一轴向端部（42、224）和第二轴向端部（44、226）之间的侧表面（46,228），其中所述侧表面（46,228）包括：
第一保持构件接合表面（60），其中所述第一保持构件接合表面（60）限定出所述柱塞（18、208）的具有第一直径（D1）的第一轴向部段，
第二保持构件接合表面（62），其中所述第二保持构件接合表面（62）限定出所述柱塞（18、208）的具有第二直径（D2）的第二轴向部段，其中所述第二直径（D2）小于所述第一直径（D1），其中所述多个保持构件（14、204、204a、204b）与所述第一保持构件接合表面（60）的接触使得所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向外移位，其中所述多个保持构件（14、204、204a、204b）与所述第二保持构件接合表面（62）的接触允许所述多个保持构件（14、204、204a、204b）径向向内移位。
17.根据权利要求16所述的紧固件（10、100、200），其中所述侧表面（46、228）包括位于所述第一和第二保持构件接合表面（60、62）之间的中间保持构件接合表面（64），其中所述中间保持构件接合表面（64）限定出所述柱塞（18、208）的具有截头圆锥形状的第三轴向部段。
18.根据权利要求15所述的紧固件（10、100、200），其中所述柱塞（18、208）完全容纳在所述支撑架腔室（34、216）内。
19.根据权利要求18所述的紧固件（10、100、200），所述紧固件还包括：
用于推压所述柱塞（18、208）的推压构件（66、236），其中所述推压构件（66、236）完全容纳在所述支撑架腔室（34、216）内。
20.根据权利要求19所述的紧固件（10、100、200），所述紧固件还包括：
具有外螺纹表面（70、242）的端塞（68、238），其中所述支撑架腔室（34、216）包括内螺纹表面（72、244），其中所述端塞（68、238）的外螺纹表面（70、242）与所述支撑架腔室（34、216）的内螺纹表面（72、244）螺纹接合，其中所述端塞（68、238）至少部分地封闭所述支撑架腔室（34、216）并且接触所述推压构件（66、236）。
21.根据权利要求20所述的紧固件（10、100、200），其中所述支撑架（16、206）的外表面（246）与形成所述壳体腔室（28、210）的所述壳体（12、202）的内表面（212）形成间隔开的关系，所述间隔开的关系通过减小所述支撑架（16、206）的外表面（246）接合所述壳体（12、202）的内表面（212）的可能性来确保所述支撑架（16、206）和所述壳体（12、202）之间的一致且可重复的连接。
22.根据权利要求15所述的紧固件（10、100、200），所述紧固件还包括：
连接到所述柱塞（18、208）的致动杆（R），其中所述致动杆（R）延伸穿过形成于所述支撑架（16、206）中的孔并且从所述支撑架（16、206）延伸出。
23.根据权利要求15所述的紧固件（10、100、200），其中所述第一组保持构件（204a）和第二组保持构件（204b）中的每一组中的每个保持构件在角度上彼此偏置一角度，其中所述第一组保持构件（204a）与所述第二组保持构件（204b）在角度上偏置一角度。
24.根据权利要求15所述的紧固件（10、100、200），其中所述壳体（12、202）被附接至器具（I），其中所述支撑架（16、206）被附接到手柄（H）。
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